양자컴퓨터가 현자 사용하는 전자컴퓨터 보다 빠른 이유가 뭘까요?
몇년전부터 양자컴퓨터에 대해 말이 나오고 있습니다.
전자의 속도는 빛의 속도와 동일한 것으로 알고 있고 양자는 전자보다 약 1830배 가량 큰걸로 알고 있습니다.
회로의 해석도 플러스에서 마이너스로 전기가 흐른다고 해석하지만 실제로는 양자의 인력으로 전자가 흐른다고 알고 있는데요..양자컴퓨터는 반대로 양자가 전자처럼 흘러서 더 빠른건가요?
2개의 답변이 있어요!양자 컴퓨터가 현존하는 전자 컴퓨터보다 빠른 이유는 양자역학의 원리를 기반으로 동작하기 때문입니다. 양자 컴퓨터는 전통적인 디지털 컴퓨터의 동작 방식과는 매우 다른 방식으로 정보를 처리합니다.
전자 컴퓨터는 비트(bit)를 사용하여 정보를 표현하고, 모든 계산은 이진법을 기반으로 순차적으로 처리됩니다. 반면 양자 컴퓨터는 양자 비트인 큐비트(qubit)를 사용하여 정보를 표현하며, 양자 상태의 특성으로 인해 동시에 병렬적인 계산이 가능합니다.
이에 따라 양자 컴퓨터의 빠른 동작은 다음과 같은 원리로 설명됩니다:
양자 병렬성: 양자 컴퓨터는 큐비트의 양자 상태를 활용하여 0과 1의 동시 존재 가능성을 가집니다. 이로 인해 여러 가능성을 동시에 탐색하며, 병렬적인 계산을 수행할 수 있습니다. 따라서 일부 문제들에 대해 지수적으로 빠른 해결 방법을 제공할 수 있습니다.
양자 간섭: 양자 컴퓨터는 큐비트의 양자 간섭(quantum interference)을 이용하여 정보를 조작합니다. 간섭은 여러 가능한 상태의 결합에 따라 계산 결과를 강화하거나 약화시킬 수 있습니다. 이를 통해 복잡한 계산을 효율적으로 처리할 수 있습니다.
양자 알고리즘: 양자 컴퓨터에 특화된 양자 알고리즘들은 몇몇 문제들에 대해 전통적인 알고리즘보다 효율적인 해결책을 제공합니다. 가장 유명한 예로 Shor의 알고리즘(소인수분해)과 Grover의 알고리즘(검색)이 있습니다.
양자 컴퓨터는 일부 특정한 문제들에 대해 매우 빠른 속도로 해결할 수 있지만, 아직까지는 일반적인 유형의 문제들에 대해서는 전자 컴퓨터보다 빠른 속도를 제공하는 것이 아닙니다. 또한 양자 컴퓨터는 환경적 노이즈와 오류에 더 취약하며, 오류 수정 기술의 발전이 중요한 과제입니다. 하지만 연구와 기술의 발전으로 양자 컴퓨터가 다양한 분야에서 더욱 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대됩니다.
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.
양자 컴퓨터는 기존 컴퓨터를 초월하는 연산 속도를 가지고 있습니다. 양자 컴퓨터는 양자 중첩의 원리를 기반으로 큐빗(qubit) 체계를 사용합니다. 기존 컴퓨터는 bit 이진법 체계를 사용하죠. 기존 비트 체계로 2자리를 표현하는 방법은 00, 01, 10, 11 로 0, 1, 2, 3을 표현할 수 있습니다. 하지만 큐빗은 2자리를 동시에 중첩으로 표현하기 때문에 a l00>+b l01>+c l10>+d l11> 한번에 표현합니다. a, b, c, d는 lal^2+lbl^2+lcl^2+ldl^2=1이라는 관계가 있습니다. 또한 자릿수가 높아지면 높아질수록 비트체계보다 큐빗의 체계가 더욱 빠른 연산이 가능하죠. 왜냐하면 비트 체계가 각각을 하나하나 표현하여 연산할 때, 큐빗 체계는 한번에 연산하기 때문이죠. 그래서 양자 컴퓨터는 기존 컴퓨터를 초월하는 연산 속도를 가지고 있습니다.
이러한 특징 때문에 양자컴퓨터의 장점은 암호해독에 아주 능하다는 장점이 있습니다.